Comprendre les mécanismes de signalisation de l’auxine dans la morphogenèse foliaire – SERRATIONS

La compréhension des mécanismes moléculaires contrôlant la forme et la taille des organes ou des organismes vivants est l’un des défis de la recherche en biologie du développement. Les plantes et plus particulièrement les feuilles représentent à cet égard un modèle d’étude particulièrement intéressant d’autant que ces organes chlorophylliens sont essentiels à la production de nourriture, de biomasse et d’énergie renouvelable. Les nouvelles feuilles sont formées de novo au cours de la croissance ou à chaque saison, à partir d’ilots cellulaires appelés méristèmes, maintenus grâce à l’activité de cellules souches. Les feuilles peuvent adopter une large variété de formes selon les espèces, la phase de développement ou l’influence de facteurs environnementaux. Les différentes de formes folaires proviennent essentiellement de différences de profils et de niveau de dissection allant de feuilles simples aux feuilles composées, des feuilles entières et lisses aux feuilles dentées, découpées ou lobées. Les marges de la feuille contribuent très largement à la croissance et à la forme des feuilles dans la mesure où elles sont à l’origine de la formation et la croissance des folioles ou des dents et contrôlent également l’ensemble de la croissance folaire.
La croissance et le développement des feuilles résultent de la coordination dans le temps et dans l’espace des divisions cellulaires et de l’expansion cellulaire, laquelle chez les plantes peut atteindre chez certaines cellules plus de mille fois la taille des cellules issues du méristème. Parmi les régulateurs clés contrôlant la forme et la taille des feuilles, se trouvent des facteurs de transcription dont les gènes CUP-SHAPED COTYLEDON (CUC) et des gènes à homéodomaine de la famille des KNOTTED-like (KNOXI). De plus, la phytophormone auxine est un régulateur essentiel de la croissance et du développement, intervenant en particulier dans la régulation et la coordination de la division cellulaire et de l’expansion. Les mécanismes de signalisation de l’auxine font intervenir un ensemble complexe de co-récepteurs de forte à faible affinités pour l’auxine et un réseau modulaire non moins complexe de répresseurs et d’activateurs transcriptionnels contrôlant finement l’expression de nombreux de gènes.
Le projet SERRATIONS s’appuie sur des données récentes concernant des facteurs de transcription clés pour la régulation de la morphogenèse des feuilles ainsi que sur l’avancée des connaissances des mécanismes généraux de signalisation de la phytohormone auxine, laquelle joue un rôle majeur dans le contrôle de ces processus. Le projet vise à identifier les modules de signalisation de l’auxine impliqués dans la morphogenèse des feuilles et à intégrer ces données dans un modèle mathématique aidant à conceptualiser puis à tester les mécanismes fins de régulation de la taille et de la forme des feuilles.